WO2021182231A1 - 発光装置、およびセンサユニット - Google Patents

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WO2021182231A1
WO2021182231A1 PCT/JP2021/008167 JP2021008167W WO2021182231A1 WO 2021182231 A1 WO2021182231 A1 WO 2021182231A1 JP 2021008167 W JP2021008167 W JP 2021008167W WO 2021182231 A1 WO2021182231 A1 WO 2021182231A1
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light
reflector
sensor unit
light emitting
emitting device
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PCT/JP2021/008167
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旬 後藤
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株式会社小糸製作所
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • This disclosure relates to a light emitting device and a sensor unit.
  • Patent Document 1 discloses a light emitting device that emits illumination light that illuminates the outside of a vehicle.
  • a radar for detecting information outside the vehicle is arranged in the lighting chamber of the light emitting device.
  • Patent Document 1 also discloses a sensor unit including a radar, which is an example of a sensor for detecting information outside the vehicle.
  • One aspect of the disclosure provided to meet the first requirement is a light emitting device.
  • a first light source that emits the first light including the first visible wavelength
  • a second light source that emits a second light containing a second wavelength different from the first wavelength
  • a substrate having an opening that supports the first light source and allows the passage of the second light. The first light is scanned in the first direction to illuminate the first region, and the second light that has passed through the opening is scanned in the first direction toward the second region.
  • a mirror that reflects the first light and the second light while rotating or rotating, It has.
  • a scanning optical system including such a reflector requires a certain amount of installation space.
  • a function different from that of the first light, which is visible light, is assigned to the second light, and a reflector used for scanning the first light is used for scanning the second light.
  • One aspect of the disclosure provided to meet the second requirement is a sensor unit.
  • a light emitting element that emits detection light toward a predetermined region
  • a light receiving element that outputs a detection signal corresponding to the intensity of the incident light
  • a reflector that reflects the return light generated by being reflected by an object located in the predetermined region toward the light receiving element while rotating or rotating the detected light.
  • a processing device that receives the detection signal in association with the rotation or rotation angle of the reflector, and It has.
  • the return light from different positions in a predetermined region is sequentially reflected toward the light receiving element with the rotation or rotation of the reflector, and the position of the origin of the return light to be reflected.
  • the detection resolution of the information can depend on the rotation or rotation speed of the reflector and the acquisition cycle of the detection signal (time resolution), not on the number of light receiving elements (spatial resolution). Therefore, it is possible to suppress an increase in the size of the structure for detecting information and a decrease in the ability to detect information.
  • sensor unit means a component unit of a component that can be distributed by itself while having a desired information detection function.
  • rotation means that the member is displaced at an angle of 360 degrees or more about the axis. As used herein, the term “rotation” means that the member is displaced about an axis at an angle of less than 360 degrees.
  • the configuration of the light emitting device is illustrated.
  • the vehicle equipped with the light emitting device of FIG. 1 is illustrated.
  • the configuration of the rotary reflector in the light emitting device of FIG. 1 is illustrated.
  • the configuration of the first substrate in the light emitting device of FIG. 1 is illustrated.
  • An example is shown in which the light emitting device of FIG. 1 is mounted on a transportation infrastructure facility.
  • the configuration of the sensor unit according to one embodiment is illustrated.
  • the configuration of the sensor unit according to another embodiment is illustrated.
  • the configuration of the substrate in the sensor unit of FIG. 9 is illustrated. Another example of the arrangement of the light receiving elements in the sensor unit of FIG. 9 is shown.
  • the arrow F indicates the forward direction of the illustrated structure.
  • Arrow B indicates the rear direction of the illustrated structure.
  • the arrow L indicates the left direction of the illustrated structure.
  • the arrow R indicates the right direction of the illustrated structure.
  • the "left" and “right” used in the following description indicate the left-right direction as seen from the driver's seat.
  • FIG. 1 illustrates the configuration of the light emitting device 1 according to the embodiment.
  • the light emitting device 1 is mounted on the vehicle 20 illustrated in FIG.
  • the light emitting device 1 is arranged in the left front LF of the vehicle 20.
  • the left front LF is an area located on the left side of the center of the vehicle 20 in the left-right direction and on the front side of the center of the vehicle 20 in the front-rear direction.
  • the vehicle 20 is an example of a moving body.
  • the light emitting device 1 includes a housing 11 and a translucent cover 12.
  • the housing 11 partitions the light chamber 13 together with the translucent cover 12.
  • the translucent cover 12 forms a part of the outer surface of the vehicle 20.
  • the light emitting device 1 includes a first light source 141.
  • the first light source 141 is arranged in the light chamber 13.
  • the first light source 141 is configured to emit the first light L1.
  • the first light L1 includes a first wavelength which is a visible wavelength.
  • the first light source 141 is realized by a semiconductor light emitting device. Examples of semiconductor light emitting elements include light emitting diodes (LEDs), laser diodes (LDs), and EL elements.
  • the first light source 141 may be realized by a lamp light source such as a halogen lamp.
  • the light emitting device 1 includes a rotary reflector 15.
  • the rotary reflector 15 is arranged in the light chamber 13. As illustrated in FIG. 3, the rotary reflector 15 includes a base 151 and a plurality of reflectors 152.
  • the base portion 151 is configured as a cylindrical member that can rotate about the rotation axis A.
  • the plurality of reflectors 152 are fixed to the outer peripheral surface of the base 151.
  • the plurality of reflectors 152 are arranged along the rotation direction of the base 151.
  • the rotary reflector 15 is arranged so that the first light L1 emitted from the first light source 141 is incident on one of the plurality of reflectors 152.
  • the first light L1 reflected by one of the plurality of reflectors 152 passes through the translucent cover 12 and heads for a region located in front of the vehicle 20.
  • each reflector 152 are defined so that the traveling direction of the reflected first light L1 changes in the left-right direction of the vehicle 20 as the rotary reflector 15 rotates.
  • each reflector 152 changes the reflection direction of the first light L1 to the left-right direction of the vehicle 20 while crossing the path of the first light L1 as the rotary reflector 15 rotates.
  • the left-right direction of the vehicle 20 is an example of the first direction.
  • the rotary reflector 15 reflects the first light L1 while rotating so that the first light L1 is scanned in the left-right direction of the vehicle 20 and illuminates the outside of the vehicle 20.
  • the range in the direction in which the first light L1 reflected by one of the plurality of reflectors 152 during the rotation of the rotary reflector 15 can travel is exemplified as the first scanning range SR1.
  • the first scan located in front of the vehicle 20 is performed by scanning the first light L1 emitted from the plurality of first light sources 141 arranged in the vertical direction of the vehicle 20 in the left-right direction of the vehicle 20 with the rotary reflector 15.
  • a two-dimensional light distribution pattern can be formed in the region corresponding to the range SR1.
  • a two-dimensional light distribution pattern can be obtained by swiping the rotary reflector 15 in the vertical direction of the vehicle 20 while repeatedly scanning the vehicle 20 of the first light L1 emitted from the first light source 141 in the horizontal direction. Can be formed.
  • a non-illuminated region can be formed at a specific position in the light distribution pattern.
  • the region corresponding to the first scanning range SR1 located in front of the vehicle 20 is an example of the first region.
  • the front of the vehicle is an example of the path of a moving body.
  • each reflector 152 has a peripheral length CL along the rotation direction of the rotary reflector 15 (reference numeral CL is shown only for one reflector 152).
  • This peripheral length CL corresponds to a period in which scanning of the first scanning range SR1 by the first light L1 is repeated.
  • the light emitting device 1 includes a first substrate 161.
  • the first substrate 161 is arranged in the light chamber 13.
  • the first substrate 161 supports the first light source 141.
  • a circuit for controlling the operation of the first light source 141 may be formed on the first substrate 161.
  • the light emitting device 1 includes a second light source 142.
  • the second light source 142 is arranged in the light chamber 13.
  • the second light source 142 is configured to emit the second light L2.
  • the second light L2 is assigned to a function different from that of the first light L1 that illuminates the outside of the vehicle 20.
  • the second light L2 includes a second wavelength which is an infrared wavelength in order to realize the distance measuring function. That is, the wavelength of the first light L1 and the wavelength of the second light L2 are different.
  • the second light source 142 is realized by a semiconductor light emitting element.
  • semiconductor light emitting elements include light emitting diodes (LEDs), laser diodes (LDs), and EL elements.
  • the second light source 142 may be realized by a lamp light source such as an infrared lamp.
  • the light emitting device 1 includes a second substrate 162.
  • the second substrate 162 is arranged in the light chamber 13.
  • the second substrate 162 supports the second light source 142.
  • a circuit for controlling the on-off operation of the second light source 142 may be formed on the second substrate 162.
  • the first substrate 161 has an opening 161a.
  • the opening 161a opens at the first main surface 161b and the second main surface 161c of the first substrate 161 and extends so as to communicate with both main surfaces.
  • the first light source 141 is arranged on the first main surface 161b.
  • the term "main surface of a substrate” means the surface having the largest area of the plurality of surfaces forming the substrate.
  • the first substrate 161 is arranged so as to cross the path of the second light L2 emitted from the second light source 142, but the opening 161a allows the passage of the second light L2. Specifically, the second light L2 emitted from the second light source 142 enters the opening 161a from the side of the second main surface 161c and exits to the side of the first main surface 161b.
  • the second light L2 that has passed through the opening 161a is incident on one of the plurality of reflectors 152 in the rotary reflector 15.
  • the second light L2 reflected by one of the plurality of reflectors 152 passes through the translucent cover 12 and heads for a region located in front of the vehicle 20.
  • each reflector 152 changes the reflection direction of the second light L2 in the left-right direction of the vehicle 20 while crossing the path of the second light L2 as the rotary reflector 15 rotates.
  • the rotary reflector 15 reflects the second light L2 while rotating so that the second light L2 is scanned in the left-right direction of the vehicle 20 and directed toward the outside of the vehicle 20.
  • the range in the direction in which the second light L2 reflected by one of the plurality of reflectors 152 during the rotation of the rotary reflector 15 can travel is exemplified as the second scanning range SR2.
  • the light emitting device 1 includes a light receiving element 10.
  • the light receiving element 10 is arranged in the light chamber 13.
  • the light receiving element 10 is configured to detect the return light L2'obtained as a result of the second light L2 being reflected by an object in the region corresponding to the second scanning range SR2 located in front of the vehicle 20.
  • the light receiving element 10 has sensitivity to the wavelength of the second light L2, and is configured to output a signal corresponding to the intensity of the incident return light L2'.
  • Examples of the light receiving element 10 include a photodiode, a phototransistor, and a photoresistor.
  • the region corresponding to the second scanning range SR2 located in front of the vehicle 20 is an example of the second region. At least a part of the first region and the second region may or may not overlap.
  • the distance to the object associated with the return light L2'can be obtained based on the time from the timing when the second light L2 is emitted from the second light source 142 until the return light L2'is detected by the light receiving element 10. ..
  • information relating to the shape of the object associated with the return light L2'can also be acquired.
  • the emitted light can reach a wide range with a smaller number of light sources.
  • the scanning optical system requires a certain amount of installation space.
  • the reflector 15 can also be shared for scanning the second light L2.
  • the distance measuring function can be realized by using infrared light as the second light L2.
  • the second light L2 containing a visible wavelength is reflected by the rotating reflector 15 toward the road surface, and the turning off operation of the second light source 142 and the rotating operation of the rotating reflector 15 are appropriately synchronized to obtain a second scanning range.
  • Information such as a specific mark can be drawn on the road surface located in SR2.
  • the second light source 142 is viewed from the normal direction of the first main surface 161b corresponding to the traveling direction of L2 of the second light passing through the opening 161a. Is arranged so as to be hidden behind the first substrate 161.
  • the opening 161a formed in the first substrate 161 is a pinhole.
  • the pinhole has a circular cross section when viewed from the normal direction of the first main surface 161b and the second main surface 161c of the first substrate 161.
  • the cross-sectional shape of the opening 161a is isotropic when viewed from the normal direction of the first main surface 161b and the second main surface 161c of the first substrate 161.
  • the pinhole can be formed in a limited space, the influence on the layout of the first light source 141 and its drive circuit on the first substrate 161 is small. Further, since it becomes easy to ensure the isotropic shape of the light spot formed by the second light L2 passing through the pinhole in the normal direction of the first main surface 161b and the second main surface 161c, it becomes easy to ensure the isotropic property of the optical system. Complexity can be suppressed. Therefore, it is possible to construct an optical system in which the first light source 141 and the second light source 142 share the rotary reflector 15 with a very simple method and a high degree of freedom.
  • the cross-sectional shape of the opening 161a may have a lateral direction and a longitudinal direction when viewed from the normal direction of the first main surface 161b or the second main surface 161c.
  • Examples of the shape of such an opening 161a include slits and notches. In that case, it is preferable that slits and notches are formed so that the direction on the first substrate 161 corresponding to the scanning direction by the rotary reflector 15 is the lateral direction. In this case, since the dimension of the light spot formed by the second light L2 passing through the opening 161a in the direction along the scanning direction can be reduced, a decrease in scanning resolution can be suppressed.
  • the light emitting device 1 may include a condensing optical system 17.
  • the condensing optical system 17 is configured and arranged so as to condense the second light L2 emitted from the second light source 142 toward the opening 161a.
  • the second light L2 emitted from the second light source 142 can efficiently pass through the opening 161a. Therefore, the utilization efficiency of the second light L2 can be improved.
  • the above embodiment is merely an example for facilitating the understanding of the present disclosure.
  • the configuration according to the above embodiment may be appropriately changed or improved without departing from the gist of the present disclosure.
  • the rotary reflector 15 is exemplified by the polygon mirror 18 illustrated in FIG. 5 and FIG. Can be replaced by a MEMS mirror 19.
  • the polygon mirror 18 has a base portion 181 that can rotate about the rotation axis A.
  • the base portion 181 has a polygonal cross section when viewed from the extending direction of the rotation axis A.
  • a reflector 182 is arranged at a portion corresponding to each side of the polygonal shape.
  • one of the plurality of reflectors 182 reflects the first light L1 and the second light L2 while crossing the paths of the first light L1 and the second light L2. Change direction.
  • another reflector 182 adjacent in the rotation direction of the polygon mirror 18 causes the first light L1 and the second light L2. Begin to cross the path of. As a result, the scanning of the first scanning range SR1 by the first light L1 and the second scanning range SR2 by the second light L2 is repeated.
  • the MEMS mirror 19 includes a frame 191 and a reflector 192, a torsion bar 193, and a coil 194.
  • the reflector 192 is supported by the frame 191 via a torsion bar 193.
  • a force for rotating the reflector 192 around the torsion bar 193 is generated.
  • the reflector 192 rotates, the reflection directions of the first light L1 and the second light L2 change.
  • the scanning of the first scanning range SR1 by the first light L1 and the second scanning range SR2 by the second light L2 is repeated.
  • the light emitting device 1 can also be mounted on the right front RF of the vehicle 20.
  • the right front RF is a region located on the right side of the center of the vehicle 20 in the left-right direction and on the front side of the center of the vehicle 20 in the front-rear direction.
  • the light emitting device 1 mounted on the right front RF may have a symmetrical configuration with the light emitting device 1 illustrated in FIG.
  • the light emitting device 1 can also be mounted on the left rear LB and the right rear RB of the vehicle 20.
  • the left rear LB is an area located on the left side of the center of the vehicle 20 in the left-right direction and on the rear side of the center of the vehicle 20 in the front-rear direction.
  • the right rear RB is an area located on the right side of the center of the vehicle 20 in the left-right direction and on the rear side of the center of the vehicle 20 in the front-rear direction.
  • the light emitting device 1 mounted on the left rear LB may have a configuration symmetrical with respect to the light emitting device 1 illustrated in FIG.
  • the light emitting device 1 mounted on the right rear RB may have a symmetrical configuration with the light emitting device 1 mounted on the left rear LB.
  • the moving body on which the light emitting device 1 is mounted is not limited to the vehicle 20. Examples of other mobiles include railroads, flying objects, aircraft, ships and the like. The moving body on which the light emitting device 1 is mounted does not have to require a driver.
  • the light emitting device 1 does not need to be mounted on a moving body. As illustrated in FIG. 7, the light emitting device 1 can also be mounted on transportation infrastructure equipment such as a street light 30 and a traffic signal 40.
  • the region A1 is illuminated by the visible light emitted from the first light source 141, and the region A1 is located in the region A1 by the infrared light emitted from the second light source 142.
  • a pedestrian 50, a vehicle, or the like can be detected.
  • the pedestrian 50 is also an example of a moving body.
  • Region A1 is an example of the path of a moving body. For example, when it is detected that a pedestrian 50 or a vehicle is about to enter an intersection by a distance measuring function using infrared light, the vehicle 20 that the information is about to enter the intersection from another direction via communication. Can be notified to.
  • the first light source 141 can be used to draw information in the area A2 on the traffic road surface.
  • Region A2 is an example of the path of a moving body.
  • the infrared light emitted from the second light source 142 can be used to detect a pedestrian 50, a vehicle, or the like located in the region A1. For example, when a pedestrian 50 or a vehicle is detected to enter an intersection by a distance measuring function using infrared light, information (characters) that calls attention to the vehicle 20 trying to enter the intersection from another direction. , Signs, flashing warning colors, etc.) can be drawn in area A2.
  • the light emitting device 1 can also be mounted on a lighting device installed in a house or facility. For example, when a moving body that has entered a predetermined region is detected by using infrared light emitted from the second light source 142, the lighting device turns on the first light source 141 to illuminate the region. Can be configured.
  • FIG. 8 illustrates the configuration of the sensor unit 2 according to the embodiment.
  • the sensor unit 2 is mounted on the vehicle 20 illustrated in FIG. In this example, the sensor unit 2 is arranged in the left front LF of the vehicle 20.
  • the sensor unit 2 includes a housing 21 and a translucent cover 22.
  • the housing 21 divides the accommodation space 23 together with the translucent cover 22.
  • the translucent cover 22 forms a part of the outer surface of the vehicle 20.
  • the sensor unit 2 includes a light emitting element 241.
  • the light emitting element 241 is arranged in the accommodation space 23.
  • the light emitting element 241 is configured to emit the detection light SL.
  • the detection light SL emitted from the light emitting element 241 passes through the light transmitting cover 22 and heads for a region located in front of the vehicle 20.
  • the detection light SL includes an infrared wavelength.
  • the light emitting element 241 is realized by a semiconductor light emitting element.
  • semiconductor light emitting elements include light emitting diodes (LEDs), laser diodes (LDs), and EL elements.
  • the light emitting element 241 may be realized by a lamp light source such as a halogen lamp.
  • the sensor unit 2 includes a light receiving element 242.
  • the light receiving element 242 is arranged in the accommodation space 23.
  • the light receiving element 242 is configured to detect the return light RL obtained as a result of the detection light SL being reflected by an object existing in the detectable region DA. That is, the light receiving element 242 is configured to have sensitivity to the wavelength of the detection light SL and output the detection signal DS according to the intensity of the incident return light RL.
  • the light receiving element 242 can be realized by a photodiode, a phototransistor, a photoresistor, or the like.
  • the detectable region DA is set in front of the vehicle 20.
  • the front of the vehicle 20 is an example of the path of a moving body.
  • the sensor unit 2 is provided with a rotary reflector 25.
  • the rotary reflector 25 is arranged in the accommodation space 23.
  • the rotary reflector 25 includes a base 251 and a plurality of reflectors 252. Since the configuration of the rotary reflector 25 is the same as the configuration of the rotary reflector 15 illustrated in FIG. 3, a repetitive description will be omitted.
  • the rotary reflector 25 is arranged so that the return light RL arriving from the detectable region DA is incident on one of the plurality of reflectors 252.
  • the return light RL reflected by one of the plurality of reflectors 252 heads toward the light receiving element 242.
  • each reflector 252 the position in the detectable region DA where the return light RL reflected toward the light receiving element 242 can occur changes in the left-right direction of the vehicle 20 as the rotary reflector 25 rotates. It is stipulated as. In other words, the shape and arrangement of each reflector 252 is determined so that the incident direction of the return light RL reflected toward the light receiving element 242 changes in the left-right direction of the vehicle 20 as the rotary reflector 25 rotates. ing.
  • the left-right direction of the vehicle 20 is an example of the first direction.
  • the object 601 and the object 602 are located in the detectable region DA. Since the detection light SL emitted from the light emitting element 241 irradiates the entire detectable region DA, the object 601 and the object 602 simultaneously generate a return light RL.
  • Each reflector 252 has a peripheral length along the rotation direction of the rotary reflector 25). This circumference corresponds to a period in which the reflection scan of the detectable region DA by the rotary reflector 25 is repeated.
  • the sensor unit 2 includes a processing device 26.
  • the processing device 26 is configured to output a control signal CS1 that controls the operation of the light emitting element 241.
  • the processing device 26 is configured to receive the detection signal DS output from the light receiving element 242.
  • the processing device 26 is configured to output a control signal CS2 that controls the rotational operation of the rotary reflector 25.
  • the processing device 26 is configured to receive the detection signal DS in association with the rotation angle of the rotation reflector 25 about the rotation axis A. Specifically, the rotation angle of the rotation reflector 25 can be specified based on the control signal CS2. By specifying the rotation angle of the rotation reflector 25, the return light RL from any position in the detectable region DA is reflected to the light receiving element 242 to determine which of the plurality of reflectors 252 is performing the reflection scan. You can identify if you are there.
  • an array in which a plurality of light receiving elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally is required. In this case, a wider space is required to install the light receiving element. Further, the detection resolution of the information in the detectable region DA depends on the number of a plurality of light receiving elements constituting the array.
  • the return light RL from different positions in the detectable region DA is sequentially reflected toward the light receiving element 242 as the rotary reflector 25 rotates, and the return light is subjected to the reflection. Since the position of the arrival source of the optical RL can be specified in association with the rotation angle position of the rotation reflector 25, information in the detectable region DA having a spread can be acquired by using at least one light receiving element 242. Further, the detection resolution of the information can depend on the rotation speed of the rotation reflector 25 and the acquisition cycle of the detection signal DS (time resolution), not on the number of light receiving elements 242 (spatial resolution). Therefore, it is possible to suppress an increase in the size of the structure for detecting information in the region located in front of the vehicle 20 and a decrease in the ability to detect the information.
  • the return light RL reflected by the rotation reflector 25 at a certain rotation position is detected by the light receiving element 242 from the timing when the detection light SL is emitted from the light emitting element 241. Based on the time to timing, the distance to the object at a position within the detectable region DA associated with the rotation position can be specified.
  • the processing device 26 having the above functions may be provided as a general-purpose microprocessor that operates in cooperation with a general-purpose memory, or may be provided as a dedicated integrated circuit element.
  • general-purpose microprocessors include CPUs, MPUs, GPUs, and the like.
  • RAM and ROM can be exemplified.
  • the dedicated integrated circuit element include a microcontroller, an ASIC, and an FPGA.
  • the processing device 26 may be realized by a combination of a general-purpose microprocessor and a dedicated integrated circuit element.
  • the sensor unit 2 may include a first imaging optical system 201.
  • the configuration and arrangement of the first imaging optical system 201 are defined so as to collect the return light RL toward the rotary reflector 25.
  • the area of the region required for reflecting the return light RL in the rotary reflector 25 can be reduced while maintaining the area of the detectable region DA. Since it is possible to suppress the increase in size of the rotary reflector 25, it is possible to further suppress the increase in size of the configuration for detecting information.
  • the sensor unit 2 may include a second imaging optical system 202.
  • the configuration and arrangement of the second imaging optical system 202 are defined so that the return light RL reflected by the rotary reflector 25 is focused toward the light receiving surface of the light receiving element 242.
  • the return light RL from the object located in the detectable region DA can be efficiently imaged on the light receiving surface of the light receiving element 242, and the detection resolution of the information in the detectable region DA can be obtained. The decrease can be further suppressed.
  • FIG. 9 illustrates the configuration of the sensor unit 2 according to another embodiment.
  • the same reference numerals are given to the elements substantially the same as the configuration illustrated in FIG. 8, and the repeated description will be omitted.
  • the detection light SL emitted from the light emitting element 241 is also subjected to reflection by the rotary reflector 25.
  • the light emitting element 241 is arranged so that the emitted detection light SL is incident on one of the plurality of reflectors 252.
  • the detection light SL reflected by one of the plurality of reflectors 252 passes through the translucent cover 22 and heads for a region located in front of the vehicle 20.
  • each reflector 252 The shape and arrangement of each reflector 252 are defined so that the traveling direction of the reflected detection light SL changes in the left-right direction of the vehicle 20 as the rotary reflector 25 rotates. In other words, each reflector 252 changes the reflection direction of the detection light SL to the left-right direction of the vehicle 20 while crossing the path of the detection light SL as the rotation reflector 25 rotates.
  • the rotary reflector 25 reflects the detection light SL while rotating so that the detection light SL is scanned in the left-right direction of the vehicle 20 and toward the outside of the vehicle 20.
  • the range in the direction in which the detection light SL reflected by one of the plurality of reflectors 252 during the rotation of the rotary reflector 25 can travel is exemplified as the scanning range SR.
  • the sensor unit 2 includes a substrate 271.
  • the substrate 271 is arranged in the accommodation space 23.
  • the substrate 271 supports the light emitting element 241.
  • a circuit for controlling the operation of the light emitting element 241 may be formed on the substrate 271.
  • a pinhole 271a is formed on the substrate 271.
  • the pinhole 271a opens in the first main surface 271b and the second main surface 271c of the substrate 271 and extends so as to communicate with both main surfaces.
  • the light emitting element 241 is arranged on the first main surface 271b.
  • the substrate 271 is arranged so as to cross the path of the return light RL reflected by the rotary reflector 25, but the pinhole 271a allows the return light RL to pass through. Specifically, the return light RL reflected by the rotary reflector 25 enters the pinhole 271a from the side of the first main surface 271b and exits to the side of the second main surface 271c. The return light RL that has passed through the pinhole 271a is incident on the light receiving element 242.
  • the pinhole 271a has a circular cross section when viewed from the normal direction of the first main surface 271b and the second main surface 271c of the substrate 271.
  • the cross-sectional shape of the pinhole 271a is isotropic when viewed from the normal direction of the first main surface 271b and the second main surface 271c of the substrate 271.
  • the pinhole 271a configured as described above can function as the second imaging optical system described above. Since the pinhole 271a can be formed in a limited space, the influence on the layout of the light emitting element 241 and its drive circuit on the substrate 271 is small. Further, the shape of the light spot formed by the return light RL passing through the pinhole 271a in the normal direction of the first main surface 271b and the second main surface 271c can be easily ensured to be isotropic, so that the optical system is complicated. It can suppress the conversion. Therefore, the imaging optical system can be constructed by a very simple method and a high degree of freedom.
  • the imaging optical system using the pinhole 271a can also be applied to the configuration exemplified in FIG. 8 in which the detection light SL emitted from the light emitting element 241 goes to the outside of the vehicle 20 without being reflected by the rotary reflector 25.
  • the pinhole 271a can be formed on an appropriate substrate in which the return light RL reflected by the rotary reflector 25 is arranged on the path leading to the light receiving element 242.
  • the light receiving element 242 may be arranged between the substrate 271 supporting the light emitting element 241 and the rotary reflector 25. That is, the return light RL reflected by the rotary reflector 25 can be received by the light receiving element 242 without passing through the substrate 271. In this case, it is possible to suppress a decrease in the intensity of the return light RL incident on the light receiving element 242.
  • the above embodiment is merely an example for facilitating the understanding of the present disclosure.
  • the configuration according to the above embodiment may be appropriately changed or improved without departing from the gist of the present disclosure.
  • the rotary reflector 25 is replaced with the polygon mirror 18 illustrated in FIG. 5 and the MEMS mirror 19 exemplified in FIG. sell.
  • the incident angle of the return light RL reflected toward the light receiving element 242 changes.
  • the specific reflector 182 finishes the reflective scan of the detectable region DA another reflector 182 adjacent in the rotation direction of the polygon mirror 18 starts the reflective scan of the detectable region DA. As a result, the reflection scan of the detectable region DA is repeated.
  • the reflector 192 of the MEMS mirror 19 rotates, the incident angle of the return light RL reflected toward the light receiving element 242 changes. By repeating the rotation of the reflector 192, the reflection scanning of the detectable region DA is repeated.
  • the sensor unit 2 can also be mounted on the right front RF of the vehicle 20.
  • the sensor unit 2 mounted on the right front RF may have a symmetrical configuration with the sensor unit 2 illustrated in FIG.
  • the sensor unit 2 can also be mounted on the left rear LB and the right rear RB of the vehicle 20.
  • the sensor unit 2 mounted on the left rear LB may have a configuration symmetrical with respect to the sensor unit 2 illustrated in FIG.
  • the sensor unit 2 mounted on the right rear RB may have a symmetrical configuration with the sensor unit 2 mounted on the left rear LB.
  • the moving body on which the sensor unit 2 is mounted is not limited to the vehicle 20. Examples of other mobiles include railroads, flying objects, aircraft, ships and the like. The moving body on which the sensor unit 2 is mounted does not have to require a driver.
  • the sensor unit 2 does not need to be mounted on a moving body. As illustrated in FIG. 7, the sensor unit 2 can also be mounted on transportation infrastructure equipment such as a street light 30 and a traffic signal 40.
  • the detection light SL emitted from the light emitting element 241 can detect a pedestrian 50, a vehicle, or the like located in the area A1.
  • the pedestrian 50 is also an example of a moving body.
  • Region A1 is an example of the path of a moving body.
  • the detection light SL emitted from the light emitting element 241 can be used to detect a pedestrian 50, a vehicle, or the like located in the area A1. For example, when it is detected that a pedestrian 50 or a vehicle is about to enter an intersection, another light source that emits visible light alerts the vehicle 20 that is about to enter the intersection from another direction (characters, characters, Signs, flashing warning colors, etc.) can be drawn in area A2.
  • Japanese Patent Application No. 2020-039752 filed on March 9, 2020 and Japanese Patent Application No. 2020-039753 filed on March 9, 2020.
  • the contents of Japanese Patent Application No. 2020-210429 filed on December 18, 2020, and Japanese Patent Application No. 2020-210430 filed on December 18, 2020 are incorporated.

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Abstract

第一光源（１４１）は、可視波長である第一波長を含む第一の光（Ｌ１）を出射する。第二光源（１４２）は、第一波長と異なる第二波長を含む第二の光（Ｌ２）を出射する。第一基板（１６１）は、第一光源（１４１）を支持するとともに、第二の光（Ｌ２）の通過を許容する開口部（１６１ａ）を有している。回転リフレクタ（１５）は、第一の光（Ｌ１）が所定の方向へ走査されつつ第一走査領域（ＳＲ１）を照射するように、かつ開口部（１６１ａ）を通過した第二の光（Ｌ２）が当該所定の方向へ走査されつつ第二走査領域（ＳＲ２）へ向かうように、回転または回動しつつ第一の光（Ｌ１）と第二の光（Ｌ２）を反射する。

Description

発光装置、およびセンサユニット
　本開示は、発光装置、およびセンサユニットに関連する。
　特許文献１は、車両の外部を照明する照明光を出射する発光装置を開示している。当該発光装置の灯室内には、車両の外部の情報を検出するためのレーダが配置されている。
　特許文献１は、車両の外部の情報を検出するためのセンサの一例であるレーダを備えたセンサユニットも開示している。
日本国特許出願公開２００７－１０６１９９号公報
　発光装置の多機能化を実現しつつも、大型化を抑制することが求められている（第一の要求）。
　情報を検出する構成の大型化と情報を検出する能力の低下を抑制することが求められている（第二の要求）。
　第一の要求に応えるために提供される本開示の一態様は、発光装置であって、
　可視波長である第一波長を含む第一の光を出射する第一光源と、
　前記第一波長と異なる第二波長を含む第二の光を出射する第二光源と、
　前記第一光源を支持するとともに、前記第二の光の通過を許容する開口部を有している基板と、
　前記第一の光が第一方向へ走査されつつ第一領域を照射するように、かつ前記開口部を通過した前記第二の光が当該第一方向へ走査されつつ第二領域へ向かうように、回転または回動しつつ前記第一の光および前記第二の光を反射するミラーと、
を備えている。
　回転または回動しつつ入射光を反射するリフレクタを用いると、より少ない数の光源で広範囲に出射光を到達させることができる。他方、そのようなリフレクタを含む走査光学系は、ある程度の設置スペースを必要とする。上記のような構成によれば、可視光である第一の光とは異なる機能を第二の光に割り当て、かつ第一の光を走査するために用いられるリフレクタを第二の光の走査にも共用できる。これにより、相違する機能に割り当てられた第一の光と第二の光について走査光学系を適用しつつも、設置スペースの増大を抑制できる。したがって、発光装置の多機能化を実現しつつも、大型化を抑制できる。
　第二の要求に応えるために提供される本開示の一態様は、センサユニットであって、
　所定の領域へ向けて検出光を出射する発光素子と、
　入射した光の強度に対応する検出信号を出力する受光素子と、
　前記検出光が前記所定の領域に位置する物体に反射されることにより生じる戻り光を回転または回動しつつ前記受光素子へ向けて反射するリフレクタと、
　前記リフレクタの回転または回動の角度と関連付けて前記検出信号を受け付ける処理装置と、
を備えている。
　上記の構成によれば、所定の領域内の異なる位置からの戻り光が、リフレクタの回転または回動に伴って受光素子へ向けて順次反射され、反射に供される戻り光の到来元の位置がリフレクタの回転または回動の角度位置と関連付けて特定されうるので、少なくとも一つの受光素子を用いて広がりを有する領域の情報を取得できる。また、当該情報の検出分解能は、受光素子の数（空間分解能）ではなく、リフレクタの回転または回動速度と検出信号の取得サイクル（時間分解能）に依存させることができる。したがって、情報を検出する構造の大型化と情報を検出する能力の低下を抑制できる。
　本明細書において用いられる「センサユニット」という語は、所望の情報検出機能を備えつつ、それ自身が単体で流通可能な部品の構成単位を意味する。
　本明細書において、「回転」という語は、部材が軸線を中心として３６０度以上の角度で変位することを意味する。本明細書において、「回動」という語は、部材が軸線を中心として３６０度未満の角度で変位することを意味する。
一実施形態に係る発光装置の構成を例示している。 図１の発光装置が搭載される車両を例示している。 図１の発光装置における回転リフレクタの構成を例示している。 図１の発光装置における第一基板の構成を例示している。 回転リフレクタの代わりに使用されうるポリゴンミラーを例示している。 回転リフレクタの代わりに使用されうるＭＥＭＳミラーを例示している。 図１の発光装置が交通インフラ設備に搭載される例を示している。 一実施形態に係るセンサユニットの構成を例示している。 別実施形態に係るセンサユニットの構成を例示している。 図９のセンサユニットにおける基板の構成を例示している。 図９のセンサユニットにおける受光素子の配置の別例を示している。
　添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
　添付の図面において、矢印Ｆは、図示された構造の前方向を示している。矢印Ｂは、図示された構造の後方向を示している。矢印Ｌは、図示された構造の左方向を示している。矢印Ｒは、図示された構造の右方向を示している。以降の説明に用いる「左」および「右」は、運転席から見た左右の方向を示している。
　図１は、一実施形態に係る発光装置１の構成を例示している。発光装置１は、図２に例示される車両２０に搭載される。本例においては、発光装置１は、車両２０の左前部ＬＦに配置されている。左前部ＬＦは、車両２０の左右方向における中央よりも左側、かつ車両２０の前後方向における中央よりも前側に位置する領域である。車両２０は、移動体の一例である。
　図１に例示されるように、発光装置１は、ハウジング１１と透光カバー１２を備えている。ハウジング１１は、透光カバー１２とともに灯室１３を区画している。透光カバー１２は、車両２０の外面の一部を形成している。
　発光装置１は、第一光源１４１を備えている。第一光源１４１は、灯室１３内に配置されている。第一光源１４１は、第一の光Ｌ１を出射するように構成されている。第一の光Ｌ１は、可視波長である第一波長を含んでいる。本実施形態においては、第一光源１４１は、半導体発光素子により実現されている。半導体発光素子の例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、ＥＬ素子が挙げられる。第一光源１４１は、ハロゲンランプなどのランプ光源により実現されてもよい。
　発光装置１は、回転リフレクタ１５を備えている。回転リフレクタ１５は、灯室１３内に配置されている。図３に例示されるように、回転リフレクタ１５は、基部１５１と複数の反射板１５２を備えている。基部１５１は、回転軸Ａを中心として回転可能な円筒形状の部材として構成されている。複数の反射板１５２は、基部１５１の外周面に固定されている。複数の反射板１５２は、基部１５１の回転方向に沿って配列されている。
　図１に例示されるように、回転リフレクタ１５は、第一光源１４１から出射された第一の光Ｌ１が複数の反射板１５２の一つに入射するように配置されている。複数の反射板１５２の一つにより反射された第一の光Ｌ１は、透光カバー１２を通過して車両２０の前方に位置する領域へ向かう。
　各反射板１５２の形状および配置は、反射された第一の光Ｌ１の進行方向が、回転リフレクタ１５の回転に伴って車両２０の左右方向へ変化するように定められている。換言すると、各反射板１５２は、回転リフレクタ１５の回転に伴って第一の光Ｌ１の進路を横切りながら、第一の光Ｌ１の反射方向を車両２０の左右方向へ変化させる。車両２０の左右方向は、第一方向の一例である。
　すなわち、回転リフレクタ１５は、第一の光Ｌ１が車両２０の左右方向へ走査されつつ車両２０の外部を照明するように、回転しながら第一の光Ｌ１を反射する。図１においては、回転リフレクタ１５の回転中に複数の反射板１５２の一つによって反射された第一の光Ｌ１が進みうる方向の範囲が、第一走査範囲ＳＲ１として例示されている。
　特定の反射板１５２が第一の光Ｌ１の進路を横切り終えると、回転リフレクタ１５の回転方向に隣接する別の反射板１５２が第一の光Ｌ１の進路を横切り始める。これにより、第一の光Ｌ１による第一走査範囲ＳＲ１の走査が繰り返される。
　車両２０の上下方向に配列された複数の第一光源１４１から出射された第一の光Ｌ１を回転リフレクタ１５で車両２０の左右方向へ走査することにより、車両２０の前方に位置する第一走査範囲ＳＲ１に対応する領域に二次元的な配光パターンを形成できる。あるいは、第一光源１４１から出射された第一の光Ｌ１の車両２０の左右方向への走査を繰り返しながら回転リフレクタ１５を車両２０の上下方向へスイブルさせることによっても、二次元的な配光パターンを形成できる。回転リフレクタ１５による第一の光Ｌ１の反射方向と第一光源１４１の点消灯動作を同期させれば、配光パターン内の特定の位置に非照明領域を形成することもできる。車両２０の前方に位置する第一走査範囲ＳＲ１に対応する領域は、第一領域の一例である。車両の前方は、移動体の進路の一例である。
　図３に例示されるように、各反射板１５２は、回転リフレクタ１５の回転方向に沿う周長ＣＬを有している（符号ＣＬは、一つの反射板１５２についてのみ示されている）。この周長ＣＬは、第一の光Ｌ１による第一走査範囲ＳＲ１の走査が繰り返される周期に対応している。
　図１に例示されるように、発光装置１は、第一基板１６１を備えている。第一基板１６１は、灯室１３内に配置されている。第一基板１６１は、第一光源１４１を支持している。図示を省略するが、第一基板１６１上には、第一光源１４１の動作を制御するための回路が形成されうる。
　発光装置１は、第二光源１４２を備えている。第二光源１４２は、灯室１３内に配置されている。第二光源１４２は、第二の光Ｌ２を出射するように構成されている。第二の光Ｌ２は、車両２０の外部を照明する第一の光Ｌ１とは異なる機能に割り当てられている。本実施形態においては、第二の光Ｌ２は、測距機能を実現するために、赤外波長である第二波長を含んでいる。すなわち、第一の光Ｌ１の波長と第二の光Ｌ２の波長とは、相違している。
　本実施形態においては、第二光源１４２は、半導体発光素子により実現されている。半導体発光素子の例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、ＥＬ素子が挙げられる。第二光源１４２は、赤外線ランプなどのランプ光源により実現されてもよい。
　発光装置１は、第二基板１６２を備えている。第二基板１６２は、灯室１３内に配置されている。第二基板１６２は、第二光源１４２を支持している。図示を省略するが、第二基板１６２上には、第二光源１４２の点消灯動作を制御するための回路が形成されうる。
　第一基板１６１は、開口部１６１ａを有している。開口部１６１ａは、第一基板１６１の第一主面１６１ｂと第二主面１６１ｃにおいて開口しており、両主面を連通するように延びている。第一光源１４１は、第一主面１６１ｂ上に配置されている。本明細書で用いられる「基板の主面」という語は、当該基板を形成している複数の面のうち最大の面積を有する面を意味する。
　第一基板１６１は第二光源１４２から出射された第二の光Ｌ２の進路を横切るように配置されているが、開口部１６１ａが第二の光Ｌ２の通過を許容している。具体的には、第二光源１４２から出射された第二の光Ｌ２は、第二主面１６１ｃの側から開口部１６１ａに入り、第一主面１６１ｂの側へ出る。
　開口部１６１ａを通過した第二の光Ｌ２は、回転リフレクタ１５における複数の反射板１５２の一つに入射する。複数の反射板１５２の一つにより反射された第二の光Ｌ２は、透光カバー１２を通過して車両２０の前方に位置する領域へ向かう。
　第一の光Ｌ１と同様に、各反射板１５２は、回転リフレクタ１５の回転に伴って第二の光Ｌ２の進路を横切りながら、第二の光Ｌ２の反射方向を車両２０の左右方向へ変化させる。すなわち、回転リフレクタ１５は、第二の光Ｌ２が車両２０の左右方向へ走査されつつ車両２０の外部へ向かうように、回転しながら第二の光Ｌ２を反射する。図１においては、回転リフレクタ１５の回転中に複数の反射板１５２の一つによって反射された第二の光Ｌ２が進みうる方向の範囲が、第二走査範囲ＳＲ２として例示されている。
　特定の反射板１５２が第二の光Ｌ２の進路を横切り終えると、回転リフレクタ１５の回転方向に隣接する別の反射板１５２が第二の光Ｌ２の進路を横切り始める。これにより、第二の光Ｌ２による第二走査範囲ＳＲ２の走査が繰り返される。
　発光装置１は、受光素子１０を備えている。受光素子１０は、灯室１３内に配置されている。受光素子１０は、車両２０の前方に位置する第二走査範囲ＳＲ２に対応する領域内の物体に第二の光Ｌ２が反射された結果として得られる戻り光Ｌ２’を検出するように構成されている。すなわち、受光素子１０は、第二の光Ｌ２の波長に感度を有し、入射した戻り光Ｌ２’の強度に応じた信号を出力するように構成されている。受光素子１０の例としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタが挙げられる。車両２０の前方に位置する第二走査範囲ＳＲ２に対応する領域は、第二領域の一例である。第一領域と第二領域は、少なくとも一部が重なっていてもよいし、重なっていなくてもよい。
　第二光源１４２から第二の光Ｌ２が出射されたタイミングから受光素子１０により戻り光Ｌ２’が検出されるまでの時間に基づいて、戻り光Ｌ２’に関連付けられた物体までの距離を取得できる。そのような距離情報を回転リフレクタ１５による走査方向と関連付けて集積することにより、戻り光Ｌ２’に関連付けられた物体の形状に係る情報も取得できる。これらの処理は、不図示の処理装置により行なわれうる。処理装置は、灯室１３内に配置されてもよいし、ハウジング１１の外側に配置されてもよい。処理装置の機能は、車両２０に搭載されている制御装置によって実現されてもよい。
　回転リフレクタ１５のような走査光学系を用いると、より少ない数の光源で広範囲に出射光を到達させることができる。他方、走査光学系は、ある程度の設置スペースを必要とする。上記のような構成によれば、車両２０の外部を照明するための第一の光Ｌ１とは異なる機能を第二の光Ｌ２に割り当て、かつ第一の光Ｌ１を走査するために用いられる回転リフレクタ１５を第二の光Ｌ２の走査にも共用できる。これにより、相違する機能に割り当てられた第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２について走査光学系を適用しつつも、設置スペースの増大を抑制できる。したがって、発光装置１の多機能化を実現しつつも、大型化を抑制できる。
　例えば、第二の光Ｌ２として赤外光を使用することにより、測距機能を実現できる。あるいは、可視波長を含む第二の光Ｌ２を回転リフレクタ１５に路面へ向けて反射させ、第二光源１４２の点消灯動作と回転リフレクタ１５の回転動作を適宜に同期させることにより、第二走査範囲ＳＲ２内に位置する路面に特定のマークなどの情報を描画できる。
　図４に例示されるように、本実施形態においては、開口部１６１ａを通過した第二の光のＬ２の進行方向に対応する第一主面１６１ｂの法線方向から見ると、第二光源１４２は、第一基板１６１の背後に隠れるように配置されている。
　このような構成によれば、特に第一基板１６１の主面に沿う方向における発光装置１の大型化を抑制できる。
　図４に例示されるように、本実施形態においては、第一基板１６１に形成された開口部１６１ａは、ピンホールである。ピンホールは、第一基板１６１の第一主面１６１ｂおよび第二主面１６１ｃの法線方向から見て円形の断面を有している。換言すると、開口部１６１ａの断面形状は、第一基板１６１の第一主面１６１ｂおよび第二主面１６１ｃの法線方向から見て等方性を有している。
　ピンホールの半径ｒは、例えば次式により定められうる。
　　　ｒ2＝λｂ
λは、第二の光Ｌ２の波長である。ｂは、回転リフレクタ１５の反射板１５２に対する焦点距離である。
　ピンホールは限られたスペースに形成可能であるので、第一基板１６１における第一光源１４１およびその駆動回路のレイアウトに与える影響が小さい。また、第一主面１６１ｂと第二主面１６１ｃの法線方向にピンホールを通過する第二の光Ｌ２により形成される光スポットの形状に等方性を確保しやすくなるので、光学系の複雑化を抑制できる。したがって、非常に簡易な手法かつ高い自由度で、第一光源１４１と第二光源１４２が回転リフレクタ１５を共用する光学系を構成できる。
　しかしながら、開口部１６１ａの断面形状は、第一主面１６１ｂまたは第二主面１６１ｃの法線方向から見て、短手方向と長手方向を有してもよい。そのような開口部１６１ａの形状の例としては、スリットや切欠きが挙げられる。その場合、回転リフレクタ１５による走査方向に対応する第一基板１６１上の方向が短手方向となるように、スリットや切欠きが形成されることが好ましい。この場合、開口部１６１ａを通過した第二の光Ｌ２により形成される光スポットの走査方向に沿う方向の寸法を小さくできるので、走査分解能の低下を抑制できる。
　図１に例示されるように、発光装置１は、集光光学系１７を備えうる。集光光学系１７は、第二光源１４２から出射された第二の光Ｌ２を、開口部１６１ａに向けて集光するように構成と配置が定められている。
　このような構成によれば、第二光源１４２から出射された第二の光Ｌ２に効率よく開口部１６１ａを通過させることができる。したがって、第二の光Ｌ２の利用効率を高めることができる。
　上記の実施形態は、本開示の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本開示の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。
　上記の実施形態においては、第一の光Ｌ１および第二の光Ｌ２を所望の方向へ走査することができれば、回転リフレクタ１５は、図５に例示されるポリゴンミラー１８や、図６に例示されるＭＥＭＳミラー１９で置き換えられうる。
　ポリゴンミラー１８は、回転軸Ａを中心として回転可能な基部１８１を有している。基部１８１は、回転軸Ａの延びる方向から見て多角形状の断面を有している。当該多角形状の各辺に対応する部分に反射板１８２が配置される。基部１８１が回転軸Ａを中心として回転すると、複数の反射板１８２の一つが第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２の進路を横切りつつ、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２の反射方向を変更する。特定の反射板１８２が第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２の進路を横切り終えると、ポリゴンミラー１８の回転方向に隣接する別の反射板１８２が第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２の進路を横切り始める。これにより、第一の光Ｌ１による第一走査範囲ＳＲ１と第二の光Ｌ２による第二走査範囲ＳＲ２の走査が繰り返される。
　ＭＥＭＳミラー１９は、フレーム１９１、反射板１９２、トーションバー１９３、およびコイル１９４を備えている。反射板１９２は、トーションバー１９３を介してフレーム１９１に支持されている。不図示の磁石から生じた磁界内にコイル１９４を配置して電流を流すことにより、トーションバー１９３を中心として反射板１９２を回動させる力が生じる。反射板１９２の回動に伴い、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２の反射方向が変化する。反射板１９２の回動が繰り返されることにより、第一の光Ｌ１による第一走査範囲ＳＲ１と第二の光Ｌ２による第二走査範囲ＳＲ２の走査が繰り返される。
　発光装置１は、車両２０の右前部ＲＦにも搭載されうる。右前部ＲＦは、車両２０の左右方向における中央よりも右側、かつ車両２０の前後方向における中央よりも前側に位置する領域である。右前部ＲＦに搭載される発光装置１は、図１に例示された発光装置１と左右対称の構成を有しうる。
　発光装置１は、車両２０の左後部ＬＢと右後部ＲＢにも搭載されうる。左後部ＬＢは、車両２０の左右方向における中央よりも左側、かつ車両２０の前後方向における中央よりも後側に位置する領域である。右後部ＲＢは、車両２０の左右方向における中央よりも右側、かつ車両２０の前後方向における中央よりも後側に位置する領域である。左後部ＬＢに搭載される発光装置１は、図１に例示された発光装置１と前後対称の構成を有しうる。右後部ＲＢに搭載される発光装置１は、左後部ＬＢに搭載される発光装置１と左右対称の構成を有しうる。
　発光装置１が搭載される移動体は、車両２０に限られない。その他の移動体の例としては、鉄道、飛行体、航空機、船舶などが挙げられる。発光装置１が搭載される移動体は、運転者を必要としなくてもよい。
　発光装置１は、移動体に搭載されることを要しない。図７に例示されるように、発光装置１は、街路灯３０や交通信号機４０などの交通インフラ設備にも搭載されうる。
　発光装置１が街路灯３０に搭載される場合、第一光源１４１から出射される可視光により領域Ａ１が照明されるとともに、第二光源１４２から出射される赤外光により領域Ａ１内に位置する歩行者５０や車両などが検出されうる。歩行者５０もまた移動体の一例である。領域Ａ１は、移動体の進路の一例である。例えば、赤外光を用いた測距機能により歩行者５０や車両が交差点に進入しようとしていることが検出されると、当該情報が通信を介して別方向から当該交差点に進入しようとしている車両２０へ通知されうる。
　発光装置１が交通信号機４０に搭載される場合、交通道路面上の領域Ａ２に情報を描画するために第一光源１４１が使用されうる。領域Ａ２は、移動体の進路の一例である。上記の例と同様に、第二光源１４２から出射される赤外光は、領域Ａ１内に位置する歩行者５０や車両などを検出するために使用されうる。例えば、赤外光を用いた測距機能により歩行者５０や車両が交差点に進入しようとしていることが検出されると、別方向から当該交差点に進入しようとしている車両２０に注意を促す情報（文字、標識、点滅する警戒色など）が領域Ａ２に描画されうる。
　発光装置１は、住宅や施設などに設置される照明装置にも搭載されうる。例えば、当該照明装置は、第二光源１４２から出射される赤外光を用いて所定の領域に進入した移動体が検知されると、第一光源１４１を点灯して当該領域を照明するように構成されうる。
　図８は、一実施形態に係るセンサユニット２の構成を例示している。センサユニット２は、図２に例示される車両２０に搭載される。本例においては、センサユニット２は、車両２０の左前部ＬＦに配置されている。
　図８に例示されるように、センサユニット２は、ハウジング２１と透光カバー２２を備えている。ハウジング２１は、透光カバー２２とともに収容空間２３を区画している。透光カバー２２は、車両２０の外面の一部を形成している。
　センサユニット２は、発光素子２４１を備えている。発光素子２４１は、収容空間２３内に配置されている。発光素子２４１は、検出光ＳＬを出射するように構成されている。発光素子２４１から出射された検出光ＳＬは、透光カバー２２を通過して車両２０の前方に位置する領域へ向かう。本実施形態においては、検出光ＳＬは、赤外波長を含んでいる。
　本実施形態においては、発光素子２４１は、半導体発光素子により実現されている。半導体発光素子の例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、ＥＬ素子が挙げられる。発光素子２４１は、ハロゲンランプなどのランプ光源により実現されてもよい。
　センサユニット２は、受光素子２４２を備えている。受光素子２４２は、収容空間２３内に配置されている。受光素子２４２は、検出光ＳＬが検出可能領域ＤＡ内に存在する物体に反射された結果として得られる戻り光ＲＬを検出するように構成されている。すなわち、受光素子２４２は、検出光ＳＬの波長に感度を有し、入射した戻り光ＲＬの強度に応じた検出信号ＤＳを出力するように構成されている。受光素子２４２は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタなどにより実現されうる。本例においては、検出可能領域ＤＡは、車両２０の前方に設定されている。車両２０の前方は、移動体の進路の一例である。
　センサユニット２は、回転リフレクタ２５を備えている。回転リフレクタ２５は、収容空間２３内に配置されている。回転リフレクタ２５は、基部２５１および複数の反射板２５２を備えている。回転リフレクタ２５の構成は、図３に例示された回転リフレクタ１５の構成と同じであるので、繰り返しとなる説明を省略する。
　図８に例示されるように、回転リフレクタ２５は、検出可能領域ＤＡから到来する戻り光ＲＬが複数の反射板２５２の一つに入射するように配置されている。複数の反射板２５２の一つにより反射された戻り光ＲＬは、受光素子２４２へ向かう。
　各反射板２５２の形状および配置は、受光素子２４２へ向けて反射される戻り光ＲＬが生じうる検出可能領域ＤＡ内の位置が、回転リフレクタ２５の回転に伴って車両２０の左右方向へ変化するように定められている。換言すると、各反射板２５２の形状および配置は、受光素子２４２へ向けて反射される戻り光ＲＬの入射方向が、回転リフレクタ２５の回転に伴って車両２０の左右方向へ変化するように定められている。車両２０の左右方向は、第一方向の一例である。
　図８に示される例においては、検出可能領域ＤＡ内に物体６０１と物体６０２が位置している。発光素子２４１から出射される検出光ＳＬは検出可能領域ＤＡ全体に照射されるので、物体６０１と物体６０２は、同時に戻り光ＲＬを生じている。
　前述の構成によれば、回転リフレクタ２５の反射板２５２にある位置と姿勢をとる時点ｔ１において、物体６０１により生じた戻り光ＲＬが受光素子２４２へ反射される経路が形成される。そして、反射板２５２が別の位置と姿勢をとる時点ｔ２において、検出可能領域ＤＡ内の別の位置にある物体６０２により生じた戻り光ＲＬが受光素子２４２へ反射される経路が形成される。本明細書においては、このようにして反射板２５２に対する角度が異なる検出可能領域ＤＡ内の複数の位置からの戻り光ＲＬを順次反射する動作を、「反射走査」と称する。
　特定の反射板２５２による検出可能領域ＤＡの反射走査が完了すると、回転リフレクタ２５の回転方向に隣接する別の反射板２５２が検出可能領域ＤＡの反射走査を開始する。これにより、回転リフレクタ２５の回転に伴い、検出可能領域ＤＡの反射走査が繰り返される。
　各反射板２５２は、回転リフレクタ２５の回転方向に沿う周長を有している）。この周長は、回転リフレクタ２５による検出可能領域ＤＡの反射走査が繰り返される周期に対応している。
　センサユニット２は、処理装置２６を備えている。処理装置２６は、発光素子２４１の動作を制御する制御信号ＣＳ１を出力するように構成されている。処理装置２６は、受光素子２４２から出力された検出信号ＤＳを受け付けるように構成されている。処理装置２６は、回転リフレクタ２５の回転動作を制御する制御信号ＣＳ２を出力するように構成されている。
　処理装置２６は、回転軸Ａを中心とする回転リフレクタ２５の回転角度と関連付けて検出信号ＤＳを受け付けるように構成されている。具体的には、制御信号ＣＳ２に基づいて回転リフレクタ２５の回転角度が特定されうる。回転リフレクタ２５の回転角度を特定することにより、複数の反射板２５２のいずれが反射走査を行なっているのか、検出可能領域ＤＡ内のいずれの位置からの戻り光ＲＬが受光素子２４２へ反射されているのかを特定できる。
　広がりを有する検出可能領域ＤＡからの戻り光を同時に検出しようとする場合、複数の受光素子が一次元的あるいは二次元的に配列されたアレイが必要になる。この場合、受光素子を設置するためにより広いスペースが必要になる。また、検出可能領域ＤＡ内の情報の検出分解能は、アレイを構成している複数の受光素子の数に依存する。
　他方、本実施形態の構成によれば、検出可能領域ＤＡ内の異なる位置からの戻り光ＲＬが、回転リフレクタ２５の回転に伴って受光素子２４２へ向けて順次反射され、反射に供される戻り光ＲＬの到来元の位置が回転リフレクタ２５の回転角度位置と関連付けて特定されうるので、少なくとも一つの受光素子２４２を用いて広がりを有する検出可能領域ＤＡ内の情報を取得できる。また、当該情報の検出分解能は、受光素子２４２の数（空間分解能）ではなく、回転リフレクタ２５の回転速度と検出信号ＤＳの取得サイクル（時間分解能）に依存させることができる。したがって、車両２０の前方に位置する領域の情報を検出する構造の大型化と情報を検出する能力の低下を抑制できる。
　車両２０の前方に位置する領域の情報の一例として、発光素子２４１から検出光ＳＬが出射されたタイミングから、ある回転位置の回転リフレクタ２５により反射された戻り光ＲＬが受光素子２４２に検出されるタイミングまでの時間に基づいて、当該回転位置に関連付けられた検出可能領域ＤＡ内の位置における物体までの距離が特定されうる。
　車両２０の前方に位置する領域の情報の別例として、発光素子２４１から出射された検出光ＳＬの波形と、ある回転位置の回転リフレクタ２５により反射されて受光素子２４２により検出された戻り光ＲＬの波形との相違に基づいて、当該回転位置に関連付けられた検出可能領域ＤＡ内の位置における物体の材質などの属性が特定されうる。
　上記の機能を有する処理装置２６は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサとして提供されてもよいし、専用集積回路素子として提供されてもよい。汎用マイクロプロセッサとしては、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵなどが例示されうる。汎用メモリとしては、ＲＡＭやＲＯＭが例示されうる。専用集積回路素子としては、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどが例示されうる。処理装置２６は、汎用マイクロプロセッサと専用集積回路素子の組合せにより実現されてもよい。
　センサユニット２は、第一結像光学系２０１を備えうる。第一結像光学系２０１は、回転リフレクタ２５へ向けて戻り光ＲＬを集光するように構成と配置が定められている。
　このような構成によれば、検出可能領域ＤＡの広さを維持しつつ、回転リフレクタ２５において戻り光ＲＬを反射するために必要な領域の面積を低減できる。回転リフレクタ２５の大型化を抑制できるので、情報を検出する構成の大型化をさらに抑制できる。
　センサユニット２は、第二結像光学系２０２を備えうる。第二結像光学系２０２は、回転リフレクタ２５により反射された戻り光ＲＬを、受光素子２４２の受光面に向けて集光するように構成と配置が定められている。
　このような構成によれば、検出可能領域ＤＡ内に位置する物体からの戻り光ＲＬを効率よく受光素子２４２の受光面に結像させることができ、検出可能領域ＤＡ内の情報の検出分解能の低下をさらに抑制できる。
　図９は、別実施形態に係るセンサユニット２の構成を例示している。図８に例示された構成と実質的に同一の要素については同一の参照符号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。
　本実施形態においては、発光素子２４１から出射された検出光ＳＬもまた回転リフレクタ２５による反射に供される。発光素子２４１は、出射された検出光ＳＬが複数の反射板２５２の一つに入射するように配置されている。複数の反射板２５２の一つにより反射された検出光ＳＬは、透光カバー２２を通過して車両２０の前方に位置する領域へ向かう。
　各反射板２５２の形状および配置は、反射された検出光ＳＬの進行方向が、回転リフレクタ２５の回転に伴って車両２０の左右方向へ変化するように定められている。換言すると、各反射板２５２は、回転リフレクタ２５の回転に伴って検出光ＳＬの進路を横切りながら、検出光ＳＬの反射方向を車両２０の左右方向へ変化させる。
　すなわち、回転リフレクタ２５は、検出光ＳＬが車両２０の左右方向へ走査されつつ車両２０の外部へ向かうように、回転しながら検出光ＳＬを反射する。図９においては、回転リフレクタ２５の回転中に複数の反射板２５２の一つによって反射された検出光ＳＬが進みうる方向の範囲が、走査範囲ＳＲとして例示されている。
　特定の反射板２５２が検出光ＳＬの進路を横切り終えると、回転リフレクタ２５の回転方向に隣接する別の反射板２５２が検出光ＳＬの進路を横切り始める。これにより、検出光ＳＬによる走査範囲ＳＲの走査が繰り返される。
　本実施形態においては、センサユニット２は、基板２７１を備えている。基板２７１は、収容空間２３内に配置されている。基板２７１は、発光素子２４１を支持している。図示を省略するが、基板２７１上には、発光素子２４１の動作を制御するための回路が形成されうる。
　基板２７１には、ピンホール２７１ａが形成されている。ピンホール２７１ａは、基板２７１の第一主面２７１ｂと第二主面２７１ｃにおいて開口しており、両主面を連通するように延びている。発光素子２４１は、第一主面２７１ｂ上に配置されている。
　基板２７１は回転リフレクタ２５に反射された戻り光ＲＬの進路を横切るように配置されているが、ピンホール２７１ａが戻り光ＲＬの通過を許容している。具体的には、回転リフレクタ２５に反射された戻り光ＲＬは、第一主面２７１ｂの側からピンホール２７１ａに入り、第二主面２７１ｃの側へ出る。ピンホール２７１ａを通過した戻り光ＲＬは、受光素子２４２に入射する。
　図１０に例示されるように、ピンホール２７１ａは、基板２７１の第一主面２７１ｂおよび第二主面２７１ｃの法線方向から見て円形の断面を有している。換言すると、ピンホール２７１ａの断面形状は、基板２７１の第一主面２７１ｂおよび第二主面２７１ｃの法線方向から見て等方性を有している。
　ピンホールの半径ｒは、例えば次式により定められうる。
　　　ｒ2＝λｂ
λは、戻り光ＲＬの波長である。ｂは、受光素子２４２に対する焦点距離である。
　上記のように構成されたピンホール２７１ａは、前述した第二結像光学系として機能しうる。ピンホール２７１ａは限られたスペースに形成可能であるので、基板２７１における発光素子２４１およびその駆動回路のレイアウトに与える影響が小さい。また、第一主面２７１ｂと第二主面２７１ｃの法線方向にピンホール２７１ａを通過する戻り光ＲＬにより形成される光スポットの形状に等方性を確保しやすくなるので、光学系の複雑化を抑制できる。したがって、非常に簡易な手法かつ高い自由度で、結像光学系を構成できる。
　ピンホール２７１ａを利用した結像光学系は、発光素子２４１から出射された検出光ＳＬが回転リフレクタ２５に反射されることなく車両２０の外部へ向かう、図８に例示された構成にも適用可能である。ピンホール２７１ａは、回転リフレクタ２５により反射された戻り光ＲＬが受光素子２４２に至る経路上に配置される適宜の基板に形成されうる。
　なお、図１１に例示されるように、受光素子２４２は、発光素子２４１を支持している基板２７１と回転リフレクタ２５の間に配置されうる。すなわち、回転リフレクタ２５により反射された戻り光ＲＬが、基板２７１を通過することなく受光素子２４２により受光されうる。この場合、受光素子２４２に入射する戻り光ＲＬの強度の低下を抑制できる。
　上記の実施形態は、本開示の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本開示の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。
　反射走査を遂行しつつ戻り光ＲＬを受光素子２４２へ向けて反射することができれば、回転リフレクタ２５は、図５に例示されるポリゴンミラー１８や、図６に例示されるＭＥＭＳミラー１９で置き換えられうる。
　ポリゴンミラー１８の基部１８１が回転軸Ａを中心として回転すると、受光素子２４２へ向けて反射される戻り光ＲＬの入射角度が変化する。特定の反射板１８２が検出可能領域ＤＡの反射走査を終えると、ポリゴンミラー１８の回転方向に隣接する別の反射板１８２が検出可能領域ＤＡの反射走査を開始する。これにより、検出可能領域ＤＡの反射走査が繰り返される。
　ＭＥＭＳミラー１９の反射板１９２の回動に伴い、受光素子２４２へ向けて反射される戻り光ＲＬの入射角度が変化する。反射板１９２の回動が繰り返されることにより、検出可能領域ＤＡの反射走査が繰り返される。
　センサユニット２は、車両２０の右前部ＲＦにも搭載されうる。右前部ＲＦに搭載されるセンサユニット２は、図８に例示されたセンサユニット２と左右対称の構成を有しうる。
　センサユニット２は、車両２０の左後部ＬＢと右後部ＲＢにも搭載されうる。左後部ＬＢに搭載されるセンサユニット２は、図８に例示されたセンサユニット２と前後対称の構成を有しうる。右後部ＲＢに搭載されるセンサユニット２は、左後部ＬＢに搭載されるセンサユニット２と左右対称の構成を有しうる。
　センサユニット２が搭載される移動体は、車両２０に限られない。その他の移動体の例としては、鉄道、飛行体、航空機、船舶などが挙げられる。センサユニット２が搭載される移動体は、運転者を必要としなくてもよい。
　センサユニット２は、移動体に搭載されることを要しない。図７に例示されるように、センサユニット２は、街路灯３０や交通信号機４０などの交通インフラ設備にも搭載されうる。
　センサユニット２が街路灯３０に搭載される場合、発光素子２４１から出射される検出光ＳＬにより領域Ａ１内に位置する歩行者５０や車両などが検出されうる。歩行者５０もまた移動体の一例である。領域Ａ１は、移動体の進路の一例である。
　センサユニット２が交通信号機４０に搭載される場合、発光素子２４１から出射される検出光ＳＬは、領域Ａ１内に位置する歩行者５０や車両などを検出するために使用されうる。例えば、歩行者５０や車両が交差点に進入しようとしていることが検出されると、可視光を出射する別光源により、別方向から当該交差点に進入しようとしている車両２０に注意を促す情報（文字、標識、点滅する警戒色など）が領域Ａ２に描画されうる。
　本出願の記載の一部を構成するものとして、２０２０年３月９日に提出された日本国特許出願２０２０－０３９７５２号、２０２０年３月９日に提出された日本国特許出願２０２０－０３９７５３号、２０２０年１２月１８日に提出された日本国特許出願２０２０－２１０４２９号、および２０２０年１２月１８日に提出された日本国特許出願２０２０－２１０４３０号の内容が援用される。

Claims (15)

  1. 　可視波長である第一波長を含む第一の光を出射する第一光源と、
    　前記第一波長と異なる第二波長を含む第二の光を出射する第二光源と、
    　前記第一光源を支持するとともに、前記第二の光の通過を許容する開口部を有している基板と、
    　前記第一の光が第一方向へ走査されつつ第一領域を照射するように、かつ前記開口部を通過した前記第二の光が当該第一方向へ走査されつつ第二領域へ向かうように、回転または回動しつつ前記第一の光および前記第二の光を反射するミラーと、
    を備えている、
    発光装置。
  2. 　前記開口部を通過した前記第二の光の進行方向から前記基板を見ると、前記第二光源は、前記基板の背後に隠れるように配置されている、
    請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記開口部は、ピンホールである、
    請求項１または２に記載の発光装置。
  4. 　前記第二の光を前記開口部へ向けて集光する集光光学系を備えている、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置。
  5. 　前記第二の光が前記第二領域に位置する物体に反射されることにより生じる戻り光を検出する受光素子を備えている、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置。
  6. 　前記第二波長は、赤外波長である、
    請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。
  7. 　前記第一領域と前記第二領域は、移動体の進路上に位置するように設定されている、
    請求項１から６のいずれか一項に記載の発光装置。
  8. 　所定の領域へ向けて検出光を出射する発光素子と、
    　入射した光の強度に対応する検出信号を出力する受光素子と、
    　前記検出光が前記所定の領域に位置する物体に反射されることにより生じる戻り光を回転または回動しつつ前記受光素子へ向けて反射するリフレクタと、
    　前記リフレクタの回転または回動の角度と関連付けて前記検出信号を受け付ける処理装置と、
    を備えている、
    センサユニット。
  9. 　前記処理装置は、前記検出光が出射されたタイミングと前記戻り光が前記受光素子に入射したタイミングに基づいて、前記物体までの距離を算出する、
    請求項８に記載のセンサユニット。
  10. 　前記リフレクタへ向けて前記戻り光を集光する第一集光光学系を備えている、
    請求項８または９に記載のセンサユニット。
  11. 　前記リフレクタによって反射された前記戻り光の通過を許容する第二結像光学系を備えている、
    請求項８から１０のいずれか一項に記載のセンサユニット。
  12. 　前記第二結像光学系は、ピンホールが形成された部材を含んでいる、
    請求項１１に記載のセンサユニット。
  13. 　前記検出光は、前記リフレクタに反射されることなく前記所定の領域へ向かう、
    請求項８から１２のいずれか一項に記載のセンサユニット。
  14. 　前記検出光は、前記リフレクタに反射されて前記所定の領域へ向かう、
    請求項８から１２のいずれか一項に記載のセンサユニット。
  15. 　前記所定の領域は、移動体の進路上に位置するように設定されている、
    請求項８から１４のいずれか一項に記載のセンサユニット。
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